祖沖之和圓周率的故事
祖沖之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一個管理朝廷建築的長官。祖沖之長在這樣的家庭裏,從小就讀了不少書,人家都稱讚他是個博學的青年。他特別愛好研究數學,也喜歡研究天文曆法,經常觀測太陽和星球執行的情況,並且做了詳細記錄。下面是小編收集整理的祖沖之和圓周率的故事,希望大家喜歡。
祖沖之和圓周率的故事 篇1
祖沖之在科學發明上是個多面手,他造過一種指南車,隨便車子怎樣轉彎,車上的銅人總是指着南方;他又造過“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上試航過,一天可以航行一百多裏。他還利用水力轉動石磨,舂米碾穀子,叫做“水碓磨”。
宋孝武帝聽到他的名氣,派他到一個專門研究學術的官署“華林學省”工作。他對做官並沒有興趣,但是在那裏,可以更加專心研究數學、天文了。
我國曆代都有研究天文的官,並且根據研究天文的結果來制定曆法。到了宋朝的時候,曆法已經有很大進步,但是祖沖之認爲還不夠精確。他根據他長期觀察的結果,創制出一部新的歷法,叫做“大明曆”(“大明”是宋孝武帝的年號)。這種曆法測定的每一回歸年(也就是兩年冬至點之間的時間)的天數,跟現代科學測定的相差只有五十秒;測定月亮環行一週的.天數,跟現代科學測定的相差不到一秒,可見它的精確程度了。
公元462年,祖沖之請求宋孝武帝頒佈新曆,孝武帝召集大臣商議。那時候,有一個皇帝寵幸的大臣戴法興出來反對,認爲祖沖之擅自改變古歷,是離經叛道的行爲。祖沖之當場用他研究的數據回駁了戴法興。戴法興依仗皇帝寵幸他,蠻橫地說:“曆法是古人制定的,後代的人不應該改動。”祖沖之一點也不害怕。他嚴肅地說:“你如果有事實根據,就只管拿出來辯論。不要拿空話嚇唬人嘛。”宋孝武帝想幫助戴法興,找了一些懂得曆法的人跟祖沖之辯論,也一個個被祖沖之駁倒了。但是宋孝武帝還是不肯頒佈新曆。直到祖沖之死了十年之後,他創制的大明曆纔得到推行。
儘管當時社會十分動亂不安,但是祖沖之還是孜孜不倦地研究科學。他更大的成就是在數學方面。他曾經對古代數學著作《九章算術》作了註釋,又編寫一本《綴術》。他的最傑出貢獻是求得相當精確的圓周率。經過長期的艱苦研究,他計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間,成爲世界上最早把圓周率數值推算到七位數字以上的科學家。
祖沖之和圓周率的故事 篇2
衝之計算圓周率採用的是三國時劉徽發明的“割圓術”。“割圓術”是在圓內作一個內接正六邊形。內接正六邊形的每邊長都等於半徑,其周長正好是半徑的6倍,直徑的3倍。求出正六邊形總的邊長,就可以得到圓周的近似值,劉徽用這個辦法求出了3.1416的值。
祖沖之從圓的內接正六邊形開始,先算內接正12邊形的邊長,再算內接正24邊形、正48邊形的邊長……邊數一倍又一倍的增加,祖沖之一共算到了正12288邊形,由此推算出的圓周率爲3.14159251.祖沖之認爲,從理論說,把圓周這樣分割下去是無窮無盡的。但真正計算起來,卻是繁難複雜的。最後,祖沖之將圓分割到了24576邊形,得到圓周率爲3.14159261。
要知道,那時的人既沒有計算尺,更沒有計算機,全靠用算籌來計算。邊數每翻一番,至少要進行7次運算,其中除了加和減,有兩次乘方,兩次開方。祖沖之算出來的結果有6位小數,估計他在運算過程中,小數至少要保留10位以上。如果沒有熟練的技巧和堅持的毅力,是無法完成的。
在祖沖之以前,還有人提出圓周率跟22/7相似,祖沖之稱它爲“疏率”。他又算出了另一個圓周率的近似值355/111,稱爲“密率”,因爲它更加精密。過了1000年,德國人奧托和荷蘭人安託尼茲先後提出355/113這個近似值。歐洲人不知道祖沖之已經提出過“密率”,他們就把這個近似值叫做“安託尼茲率”。現在,人們把它又稱爲“祖率”,這是對祖沖之非凡成就的肯定。
以後,各國的數學家們繼續進行着這項計算。1596年,荷蘭數學家盧道夫算出15位小數的圓周率,打破了當時的世界紀錄。後來他又將這個數值推進到了35位。18世紀初,圓周率算到了72位。19世紀,又先後求到了140位,200位,500位。1973年,有人花了15年時間,算到了707位。1946年,又有人將它提高到了808位。
1946年,有人用第一臺電子計算機花了70個小時,算出了2035位。直到1990年,美國數學家採用新的計算方法,將圓周率算到了4.8億位。如果把它印成書,可以裝訂爲一本48萬頁的厚厚的書。儘管如此,它還只是一個近似值。
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